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2000 年度 研究成果報告書概要

歯周病原菌プロテアーゼを標的とした歯周病治療薬の設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 09357017
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機能系基礎歯科学
研究機関九州大学

研究代表者

山本 健二  九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)

研究分担者 浅尾 哲次  大鵬薬品工業株式会社, 創薬センター合成研究所, 所長(研究職)
赤峰 昭文  九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (00117053)
中西 博  九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (20155774)
TETSUJI Asao  TAIHO PHARMACEUTICAL CO., LTD., DIRECTOR
研究期間 (年度) 1997 – 2000
キーワード歯周病 / 病原性細菌 / グラム陰性嫌気性細菌 / ジンジバリス菌 / Arg-gingipain / Lys-gingipain / システインプロテアーゼ / 新規阻害物質
研究概要

歯周病の主要な病原性細菌Porphyromonas gingivalis(以後ジンジバリス菌)は自身の生存戦略に必須の物質として2つの主要なシステインプロテアーゼArg-gingipain(Rgp)とLys-gingipain(Kgp)を産生している。両酵素は細胞内外に存在し多様な機能を果たしている。細胞外にあっては、両酵素は歯周組織を直接したり、宿主の生体防御機構を破壊したりして歯周病原性を発現する一方、菌体にあっては自身の成長・増殖に必須のヘムやアミノ酸の獲得や菌体表層蛋白質の具プロセシング、血球凝集素活性やヘモグロビン結合活性などに強く貢献していることが明らかにされた。本研究の目的は、両酵素のこうした多様な機能の詳細な機能の解明を通じて、これらを薬物標的とした創薬研究を推進することにあった。とくに本研究では、Rgpに対する特異的な天然ならびに人工の阻害剤が探索され、それらの有効性を検定するとともに歯周病治療薬として実用化していくための具体的な方法論が検討された。天然の阻害物質としては、土壌の放線菌FA-70株の培養物中に本酵素活性を阻害する物質(FA-70C1と命名)を同定・単離し、構造を決定した。本物質は構造式C_<27>H_<43>N_9O_7で表され、分子量606の新規物質であった。またヒト唾液中にRgpを阻害する物質としてヒスタチンが同定された。ヒスタチンを含む宿主蛋白質のRgpによるペプチド結合の切断特異性に基づいて10種類以上のオリゴペプチドが合成され、その中から、Rgpを強く阻害するトリペプチド化合物(KYT-1と命名)を見出した。FA-70C1およびKYT-1はともにRgp活性を10^<-8>Mで80%以上阻害するのに対し、宿主のシステインプロテアーゼのカテプシンB、L、K、Sは同じ濃度で50%以下の阻害しか示さなかった。また、両阻害剤はRgpがもつコラーゲン分解能や免疫グロブリン分解能を強く阻害した。

  • 研究成果

    (56件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (56件)

  • [文献書誌] 山本健二: "歯周病原細菌のタンパク質分解酵素を介する生存戦略"蛋白核酸酵素. (印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Baba A. et al.: "Arg-ginipain is Responsible for degradation of cell adhesion molecules of human gingival fibroblasts and their death induced by porphyromonas gingivalis"Biol.Chem.. (in press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kadowaki T. et al.: "Porpyromonas gingivalis proteinases as virulence determinants in progression of periodontal diseases."J.Biochem.. 128. 153-159 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Abe N. et al.: "Design and synthesis of sensitive fluoregenic substrates specific for Lys-gingipain."J.Biochem.. 128. 877-881 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Morikawa W. et al.: "Angiostatin generation by cathepsin D secreted by human prostate carcinoma cells."J.Biol.Chem.. 275. 38912-38920 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kitano S. et al.: "Suppression of gingival inflammation induced by Porphyromonas gingivalis in rats by leupeptin."Jpn J.Pharmacol.. 84. 54-91 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本健二: "歯周病の分子機構:病原性プロテアーゼの機能はどこまで明らかにされたか"細胞工学. 19. 295-301 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tanabe K. et al.: "A Predominant Apoptotic Death Pathway of Neuronal PC12 Cells Induced by Activated Microglia Is Displaced by a Non-apoptotic Death Pathway Following Blockage of Caspase-3-dependent Cascade."J.Biol.Chem.. 274. 15725-15731 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shi Y. et al.: "Genetic Analyses of Proteolysis, Hemoglobin Binding, and Hemagglutination of Porphyromonas gingivalis. Construction of Mutants with a Combination of rgpA, rgpB, kgp, and hagA."J.Biol.Chem.. 274. 17955-17960 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Maeda H. et al.: "Selective Localization of the Lysosomal Membrane Glycoproteins LGP85 and LGP96 in Rat Osteoclasts."Histochem.Cell Biol.. 111. 245-251 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasuda Y. et al.: "Characterization of New Fluorogenic Substrates for the Rapid and Sensitive Assay of Cathepsin E and Cathepsin D."J.Biochem.. 125. 1137-1143 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Wang H-D. et al.: "Differential Effects of Bcl-2 Overexpression on Hippocampal CA1 Neurons and Dentate Granule Cells Following Hypoxic Ischemia in Adult Mice."J.Neurosci.Res.. 57. 1-12 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasuda Y. et al.: "Role of N-Glycosylation in Cathepsin E. A Comparative Study of Cathepsin E with Distinct N-Linked Oligosaccharides and Its Nonglycosylated Mutant."Eur.J.Biochem.. 266. 383-391 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okamoto K. et al.: "Involvement of a lysine-specific cysteine proteinase in hemoglobin adsorption and hemeaccumulation by Porphyromonas gingivalis."J.Biol.Chem.. 273. 21225-21231 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakayama K. et al.: "A hemoglobin receptor protein intragenetically encoded by the cysteme protemase-encoding genes and the hemagglutinin-encoding gene of Porphyromonas gingivalis."Mol.Microbiol.. 27. 51-61 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Abe N. et al.: "Biochemical and functional properties of lysine-specific cysteine Proteina. (Lys-gingipain) as a virulence factor of Porphyromonas gingivalis."J.Biochem.. 123. 305-312 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kadowaki T. et al.: "Arg-gingipain acts as a major processing enzyme for various cell surface proteins in Porphyromonas gingivalis."J.Biol.Chem.. 273. 29072-29076 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tominaga K. et al.: "Excitotoxin-induced Neuronal Death Is Associated with Response of a Unique Intracellular Aspartic Proteinase, Cathepsin E."J.Neurochem.. 71. 2574-2584 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sastradipura D.F. et al.: "Identification of cellular compartments involved inprocessing of cathepsin E in primary cultures of rat microglia."J.Neurochem.. 70. 2045-2056 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takai N. et al.: "Involvement of caspase-like proteinases in apoptosis of neuronal PC12cells and primary cultured microglia induced by 6-hydroxydopamine."J.Neurosci.Res.. 54. 214-222 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H. et al.: "Hyperexcitability of Amygdala Neurons of Senescence-Accelerated Mouse Revealed by Electrical and Optical Recordings in an in Vitro Slice Preparation."Brain Res.. 812. 142-149 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H. et al.: "Increased expression of cathepsins E and D in neurous of the aged rat brain and their colocalization with lipofuscin and carboxyterminal fragments of Alzheimer amyloid precursor protein."J.Neurochem.. 68. 739-749 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kunimatsu K. et al.: "Immunohistochemical study of cathepsin G and medullasin in inflamed gingival tissues from periodontal patients."J.Periodont.Res.. 32. 264-270 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H. et al.: "Electrophysiological Studies of Rat Substantia Nigra Neurons in an in Vitro Slice Preparation after Middle Cerebral Artery Occulusion."Neuroscience. 77. 1021-1028 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本健二: "酵素ハンドブック"朝倉書店(印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本健二: "「大学と科学」公開シンポジウム"クバプロ(印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本健二: "歯周病とプロテアーゼー歯周病原細菌のヘムおよびアミノ酸獲得機序タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアラーク東京. 185-192 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto K. et al.: "Proteases-New Perspetives"Birkhauser Verlag, Basel. 175-184 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto K. et al.: "Medical Aspects of Proteases and Protease Inhibitors"IOS Press, Amsterdam. 139-149 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okamoto K. et al.: "Proteolysis in Cell Functions"IOS Press, Amsterdam. 76-80 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Baba A.et al.: "Arg-ginipain is Responsible for degradation of cell adhesion molecules of human gingival fibroblasts and their death induced by porphyromonas gingivalis"Biol.Chem.. (in press). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kadowaki T.et al.: "Porpyromonas gingivalis proteinases as virulence determinants in progression of periodontal diseases."J.Biochem.. 128. 153-159 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Abe N.et al.: "Design and Synthesis of sensitive fluoregenic substrates specific for Lys-gingipain."J.Biochem.. 128. 877-881 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Morikawa W.et al.: "Angiostatin generation by cathepsin D secreted by human prostate carcinoma cells."J.Biol.Chem.. 275. 38912-38920 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsukuba T.et al.: "New functional aspects of cathepsin D and cathepsin E."Mol.Cells. 10. 601-611 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kitano S.et al.: "Suppression of gingival inflammation induced by Porphyromonas gingivalis in rats by leupeptin."Jpn J.Pharmacol.. 84. 54-91 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tanabe K.et al.: "A Predominant Apoptotic Death Pathway of Neuronal PC12 Cells Induced by Activated Microglia Is Displaced by a Non-apoptotic Death Pathway Following Blockage of Caspase-3-dependent Cascade"J.Biol.Chem.. 274. 15725-15731 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shi Y.et al.: "Genetic Analyses of Proteolysis, Hemoglobin Binding, and Hemagglutination of Porphyromonas gingivalis. Construction of Mutants with a Combination of rgpA, rgpB, kgp, and hagA."J.Biol.Chem.. 274. 17955-17960 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Maeda H.et al.: "Selective Localization of the Lysosomal Membrane Glycoproteins LGP85 and LGP96 in Rat Osteoclasts."Histochem.Cell Biol.. 111. 245-251 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasuda Y.et al.: "Characterization of New Fluorogenic Substrates for the Rapid and Sensitive Assay of Cathepsin E and Cathepsin D."J.Biochem.. 125. 1137-1143 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Wang H-D.et al.: "Differential Effects of Bcl-2 Overexpression on Hippocampal CA1 Neurons and Dentate Granule Cells Following Hypoxic Ischemia in Adult Mice."J.Neurosci.Res.. 57. 1-12 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasuda Y.et al.: "Role of N-Glycosylation in Cathepsin E.A Comparative Study of Cathepsin E with Distinct N-Linked Oligosaccharides and Its Nonglycosylated Mutant."Eur.J.Biochem.. 266. 383-391 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto K.et al.: "Arg-gingipain and Lys-gingipain : A Novel Class of Cysteine Proteinases."Proteases-New Perspetives Birkhauser Verlag, Basel. 175-184 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamoto K.et al.: "Involvement of a lysine-specific cysteine proteinase in hemoglobin adsorption and hemeaccumulation by Porphyromonas gingivalis."J.Biol.Chem.. 273. 21225-21231 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakayama K.et al.: "A hemoglobin receptor protein intragenetically encoded by the cysteine proteinase-encoding genes and the hemagglutinin-encoding gene of Porphyromonas gingivalis."Mol.Microbiol.. 27. 51-61 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Abe N.et al.: "Biochemical and functional properties of lysine-specific cysteine proteina (Lys-gingipain) as a virulence factor of Porphyromonas gingivalis."J.Biochem.. 123. 305-312 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kadowaki T.et al.: "Arg-gingipain acts as a major processing enzyme for various cell surface proteins in Porphyromonas gingivalis."J.Biol.Chem.. 273. 29072-29076 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tominaga K.et al.: "Excitotoxin-induced Neuronal Death Is Associated with Response of a Unique Intracellular Aspartic Proteinase, Cathepsin E."J.Neurochem.. 71. 2574-2584 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sastradipura D.F.et al.: "Identification of cellular compartments involved inprocessing of cathepsin E in primary cultures of rat microglia."J.Neurochem.. 70. 2045-2056 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takai N.et al.: "Involvement of caspase-like proteinases in apoptosis of neuronal PC12 cells and primary cultured microglia induced by 6-hydroxydopamine."J.Neurosci.Res.. 54. 214-222 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H.et al.: "Hyperexcitability of Amygdala Neurons of Senescence-Accelerated Mouse Revealed by Electrical and Optical Recordings in an in Vitro Slice Preparation."Brain Res.. 812. 142-149 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H.et al.: "Increased expression of cathepsins E and D in neurons of the aged rat brain and their colocalization with lipofuscin and carboxyterminal fragments of Alzheimer amyloid precursor protein."J.Neurochem.. 68. 739-749 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kunimatsu K.et al.: "Immunohistochemical study of cathepsin G and medullasin in inflamed gingival tissues from periodontal patients."J.Periodont.Res.. 32. 264-270 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H.et al.: "Electrophysiological Studies of Rat Substantia Nigra Neurons in an in Vitro Slice Preparation after Middle Cerebral Artery Occulusion."Neuroscience. 77. 1021-1028 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yamamoto K.et al.: "Biological Roles of Cysteine Proteinases from Porphyromonas Gingivalis in Periodontal Disease progression."Medical Aspects of Proteases and Protease Inhibitors pp.139-149 IOS Press, Amsterdam. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamoto K.et al.: "Structural Characterization of Pathogenic Cysteine Proteinases from the Oral Bacterium Porphyromonas Gingivalis."Proteolysis in Cell Functions pp.76-80 IOS Press, Amsterdam. (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2002-03-26  

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